Моделирование комбинационных и последовательностных устройств

Разработал: доц. Бурьяноватый А.И.

Санкт-Петербург, 2004 г.

Общие сведения

Данный цикл практических работ предназначен для ознакомления с современными программными средствами, позволяющими моделировать дискретные и цифровые устройства. Цикл состоит из 6 работ, выполняемых на персональных компьютерах в среде MATLAB - SIMULINK. В задачу цикла входит изучение логических схем и схем с триггерами. В ходе выполнения работ требуется сформулировать различие между реальными схемами и их моделями. Изучение реальных схем осуществляется в ходе лабораторных работ на стендах, порядок их выполнения и необходимые методические указания изложены в / 1 /.

Методические материалы для данного цикла практических работ находятся на сервере кафедры “Электроснабжение ж. д.” в папке Study и доступны в компьютерном классе кафедры. Задания на практические занятия размещены в папке MatLAB/MatLab Sample/9_lab_rab.

Результирующей работой цикла является создание (по заданию преподавателя) модели узла системы телемеханического управления устройствами электроснабжения электрифицированных железных дорог.

Общий порядок выполнения работ следующий. Во время аудиторного занятия выполняется программа одной работы. Допускается выполнение ее части в часы самостоятельной работы. Методические указания для выполнения работ изложены в данном документе. Основные элементы, необходимые для выполнения работы, загружаются из файлов задания. Имена заданий указаны ниже в данном документе. К следующему занятию необходимо представить требуемый отчет по предыдущей работе. В случае отсутствия отчета, работа считается невыполненной и выдается дополнительное задание на самостоятельную проработку.

Для получения доступа к среде моделирования необходимо запустить на исполнение программу MatLAB, затем следует установить в качестве текущего каталога (Current Directory) папку 9_lab_rab на сетевом диске Study, как это показано на рис.1.

Рис.1. Окна программы MatLAB

Далее необходимо активизировать браузер библиотек Simulink с помощью кнопки на инструментальной панели основного окна MatLAB (см. рис.2).

Рис.2. Инструментальная панель основного окна MatLAB

Браузер библиотек Simulink обеспечивает доступ к необходимым разделам и элементам библиотек моделей, как это показано на рис.3.

Рис.3. Окно браузера библиотек Simulink

Ниже приводятся разделы библиотек и основные модели, необходимые для выполнения практических работ.

Используемые модели из поставки пакета

Simulink (раздел библиотеки)

Sources (источники сигналов)

Constant (константа)

Pulse Generator (генератор импульсов)

Step (ступенчатая функция)

Sinks (измерение)

Scope (осциллограф)

Display (цифровой измерительный прибор)

Continuous (непрерывные блоки)

Transport Delay (задержка распространения сигнала)

Math Operations (математические операции)

Combinatorial Logic (комбинационная логика)

Logical Operator (логические операции)

Sum – (сумматор)

Model-Wide Utilities (Утилиты обслуживания модели)

DocBlock (блок документации)

Model Info (информация о версии модели)

Signal Routing (коммутация сигналов)

Manual Switch (ручной переключатель)

Switch (управляемый переключатель)

Mux (мультиплексор)

Demux (демультиплексор)

discrete (дискретные)

Unit Delay – задержка на фиксированное время

Memory - задержка сигнала на один шаг счета

Signal Attributes (атрибуты сигнала

Data Type Conversion (преобразование типов данных)

Ports&Subsystem - порты и подсистемы

Trigger - триггер

In1 - входной порт подсистемы

Out1 - выходной порт подсистемы

Simulink Extras(библиотека часто применяемых элементов)

Flips Flops ( триггерные элементы)

J-K Flips-Flops

R-S Flips-Flops

Fixed-Point Blockset

Logic&Comparison

Example (примеры логических функций)

Dials &Gauges Blockset

Global Majlc ActiveX Library

LEDs - (индикаторы)

Ряд примеров моделей, входящих в поставку пакета, может быть полезен для выполнения данных практических заданий и приведен ниже. Доступ к ним осуществляется через меню Help основного окна MatLAB.

Help – Demos

- Simulink - Features

- Triggered Subsystem Demonstration

- Enabled Subsystem Demonstration

- Flip-flop bloccks demonstration

- Data Type Demonstration

- Toolboxes

- Contol System - Interactive Demos

- RLC Circuit Response

- Data Acquisition Tutorials

- Example Function Generator